Abtastprinzip für hohe Präzision

Eine Genauigkeitssteigerung in dieser Größenordnung ist allerdings nur mit dem Einsatz hochgenauer Winkelmessgeräte möglich. Amo ist Spezialist für die Entwicklung und Fertigung solcher Geräte. Das Unternehmen produziert seine Längen- und Winkelmesssysteme auf Basis seines selbstentwickelten induktiven Abtastprinzips Amosin, für dessen Herstellung Maßverkörperungen (Teilungen) aus regelmäßigen Strukturen verwendet werden. Als Trägermaterial dient ein Edelstahlband, auf das die periodische Teilung in einem hochgenauen fotolithographischen Verfahren mit anschließendem Ätzprozess aufgetragen wird. Durch einen speziellen Herstellungsprozess wird die Maßverkörperung zu einem geschlossenen Messring geformt, der entweder auf einem Teilungsträger als Winkelmessflansch oder als dünnwandiger Messring ausgeliefert wird.

Sensoreinheit kompatibel zu jedem Messring

Die induktiven Winkelmessgeräte von Amo zeichnen sich durch die besondere Gestaltung der Sensoreinheit aus, die im Abtastkopf verbaut ist. Sie ist als planare Spulenstruktur angelegt, die aus mehreren in Messrichtung aneinandergereihten Spuleneinheiten besteht, die sich aus übereinander angeordneten Primär- und Sekundärspulen zusammensetzen. Da die Sensoreinheit auf einem flexiblen Substrat in Multi-Layer-Technik hergestellt wird, lässt sie sich an jeden Durchmesser der Messflansche bzw. Messringe anpassen.

Hohe Signalgüte

Für die induktive Abtastung der Teilung werden die Primärspulen im Abtastkopf mit einem hoch-frequenten Wechselfeld erregt. Durch die relative Bewegung zwischen Sensoreinheit und Maßverkörperung entstehen zwei um 90° phasenverschobene hysteresefreie Signale. Da Amo mehrere Spulenelemente auf der Sensoreinheit anordnet, können mehrere Teilungsperioden gleichzeitig abgetastet werden. In Kombination mit der hochgenauen Maßverkörperung erzielen die Winkelmessgeräte deshalb eine hohe Signalgüte mit Abweichungen von weniger als 0,1 Prozent von der idealen Sinusform. Amo fertigt seine Winkelmessgeräte in einer inkrementellen und einer absoluten Ausführung. Die inkrementellen Systeme gewinnen die Positionsinformationen durch Zählen der einzelnen Inkremente der periodischen Teilung. Um die Position ermitteln zu können, ist allerdings ein absoluter Referenzwert erforderlich, zu dem die ausgezählten Inkremente in Bezug gesetzt werden. Deshalb verfügt die Maßverkörperung der inkrementellen Winkelmessgeräte über eine zusätzliche Spur, die mit einer Referenzmarke ausgestattet ist. Die absolute Position des Maßstabes, die durch diese Marke festgelegt ist, ist genau einem Messschritt zugeordnet. Ob ein inkrementelles Messgerät ausreichend ist, bestimmt die jeweilige Anwendung. Wenn keine Information über die absolute Position erforderlich ist oder sie sich leicht bestimmen lässt, reicht dieses Messverfahren aus.